香山科學會議達共識：進一步開展高能環形正負電子對撞機預研

專家在會議共識中呼籲，要進一步開展CEPC設計和關鍵技術預研，從而降低未來建設成本，並培養和建設人才梯隊，使其成為CEPC的堅實保障。

10月19日晚上6點，暮色已沉。北京香山飯店內，參加香山科學會議的專家們，還在為本次會議將要形成「共識」的稿件字斟句酌。「要通俗、還要準確。」專家們提出關於高能環形正負電子對撞機（CEPC）科學目標描述的基本原則。他們希望，能把CEPC的相關信息傳遞到高能物理界之外。

希格斯粒子是打開新物理的窗口

已經進入預研階段的環形正負電子對撞機（CEPC），將是一座希格斯粒子和Z玻色子工廠，它能夠精確測量希格斯粒子性質，並尋找新物理。根據此前的介紹，它十年可以生產出百萬個希格斯粒子。

希格斯粒子已經於2012年被歐洲核子中心找到，為什麼還要繼續「生產」？

香山科學會議上，與會專家進一步指出研究希格斯粒子的重要意義：希格斯粒子揭示了基本粒子質量起源之謎，但它本身又帶來了諸多深刻問題。「比如希格斯粒子自身的質量問題，自耦合問題，電弱相變/電弱超導體的性質，基本粒子之間巨大的質量差等。希格斯本身是探索下一層次新物理最好的窗口。」中科院高能物理所研究員婁辛丑說。他指出，歷史上c、b夸克和W、Z玻色子的發現各自都給物理學家提供了20年的研究時間窗口。而CEPC作為希格斯粒子和Z玻色子工廠，本身也將給我們提供20年甚至更長的實驗、理論研究整體項目。

CEPC可以精確檢驗標準模型，也可以尋找偏離標準模型的跡象，尋找W和Z玻色子的稀有衰變。標準模型無法囊括一切，超越標準模型的新物理就在燈火闌珊處。

「CEPC也將能提供標準模型外的關於新粒子、新的相互作用、大統一理論、新的時空特性以及與宇宙學相關的暗物質等更多信息，讓人們對自然的基本法則產生更深刻的理解。」上海交通大學物理與天文系教授何小剛強調。

建設大型對撞機的討論演變成全民科普

其實，在此次香山會議召開之前，關於中國要不要現在建設大型對撞機的討論，已經演變成了一場關於高能物理的全民科普。

中科院高能物理所所長王貽芳就捲入了這場論戰。他表示，論戰也有正面作用，至少讓人願意去聽聽CEPC到底是怎麼一回事。王貽芳表示，自己這兩個星期就做了好幾場科普報告，跟業界、學界和公眾進行科學溝通。

在專家們看來，CEPC不僅僅能幫助實現物理學家發現新物理的夢想。清華大學工程物理系教授高原寧指出，CEPC具有社會牽引作用。它可以發展成多學科綜合實驗室，建設它的過程，本身對技術就具有輻射帶動作用。

「粒子物理研究不僅是科學最前沿，也是技術最前沿。它涉及加速器物理與技術，核探測與核電子學技術，網路與計算機技術等。」高原寧表示，CPEC涉及的幾項關鍵技術，比如大型低溫制冷機、高功率微波功率源、超導線和抗輻射硅探測器等，均在國防和民用上具有較大拓展空間。比如，大型低溫制冷機可以廣泛用於加速器、航天航空中的氫液化裝置和天然氣液化，高功率微波功率源可以用於加速器、廣播和雷達等領域。

而如果以CEPC為核心建成國際科學城，就將吸引上萬名世界各地的科學家、工程師和學生，也將吸引精密機械、微波、低溫、超導和電子等各個領域的設備供應商，物理、材料、生物和醫藥類的研究單位和企業研究院也將前來此地……CEPC的建設之處，在成為國際科研中心的同時，還能促進地方社會與經濟發展。

「CEPC是一個國際合作的大型科學裝置。預研階段的正式國際合作將在近期開展，未來建造和運行的國際化管理方式將逐漸清晰。」高原寧說。

給年輕人在科學前沿拼搏的機會

香山科學會議上，中國科學技術大學的鄭陽恆教授出具了一份關於我國實驗高能物理人才現狀的相關報告。

據他調研，在高能所和高校有幾百位專家和學生從事實驗高能物理研究，另外還有幾百位從事加速器及探測器的研製。同時，海外高能物理人才中活躍著一大批華人學者，隨著我國高能物理的發展，亦有越來越多的外籍專家願意來華工作。

在此前的辯論中，有人指出，我國的高能物理人才隊伍不足以支撐大型對撞機的建設。確實，我國高能物理人才隊伍並不龐大，活躍的高校數量也不算多。不過，鄭陽恆認為，二十多年來，BEPC/BES（北京正負電子對撞機/北京譜儀）這樣一個高能物理實驗平台，在高能所和高校培養了一大批實驗物理人才；改革開放後，高能物理隊伍無論是在質量還是數量上都有長足進步。「他們受到過嚴格的國內外專業訓練，有事業心，國家把大型高能實驗任務交給他們，是完全可以放心的。」鄭陽恆也表示，根據過往經驗，中國未來高能物理髮展需要自己的高能實驗基地。

「我們要有吸引人的項目，讓學校有事情干，讓外面的學生有動力回來，形成一個穩定的人才梯隊。而在這些人才中，又能誕生新的高能物理項目。這個雪球必須儘快滾起來。」美國匹茲堡大學物理天文系教授韓濤說，他們看到了問題，但也看到了CEPC帶來的機會。

「人才問題非常重要。CEPC需要高質量人才，而它本身也為我國培養高素質人才提供了很好的平台。」北京師範大學核科學與技術學院王乃彥教授強調，「CEPC能給我們的年輕人創造一個在科學最前沿拼搏的機會。」

本次會議的尾聲，中科院高能物理所所長王貽芳總結說：「從大家的報告來看，這件事情（建造CEPC）的意義是如此重大，值得我們為它努力奮鬥。我堅信這件事情沒有錯，我們有充足的理由推動它。」

背景鏈接：建造大型對撞機引發多位科學家辯論

希格斯粒子（也被稱為「上帝粒子」）被發現後，我國科學家於2012年9月提出建造下一代環形正負電子對撞機（CEPC）並適時改造為超級質子對撞機（SppC）的方案，在國際上引起巨大反響。該方案一期建設周長50—100公里、能量250 GeV的環形正負電子對撞機作為希格斯粒子工廠，二期在同一隧道中建造50—100 TeV的質子對撞機，能量將比歐洲核子中心正在運行的大型強子對撞機LHC高7倍。

關於CEPC的初步概念設計已經完成。它涵蓋科學目標、加速器和探測器、初步地質調查、需求分析和隧道及輔助設施等多方面。國際評審給出的意見是：科學意義重大；加速器、探測器、土建和通用系統設計完整，方案選擇合理；沒有不可克服的技術困難。

2016年8月，在中國物理學會高能物理分會第九屆常務委員會第四次（擴大）會議上，中國物理學會高能物理分會形成了「關於基於加速器的中國高能物理未來發展的意見」。其指出，CEPC是我國未來高能加速器物理首選項目。我國高能物理學界應該以CEPC作為發展戰略目標，積極爭取成為中國發起的國際大科學

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